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* * 扫描P93,TABLE4.1 按扩充临界比例度法整定参数 * * 积分分离法： 若两拍之间控制量的变化太大（由较大的扰动量或大幅度改变给定值）时，偏差e(k)可能很大。对于积分项 可能很大，这时系统会有较大的超调和调整时间。对于变化较慢的系统，比如温度、成分等控制系统，这一现象尤为严重。 解决方法：当偏差较大时，取消积分作用，当偏差较小时，将积分引入。设置一个偏差门限 ，当 时，采用PD控制，当 时，采用PID控制。 * * 值的选取应根据具体系统而定。若 太大，起不到积分分离的效果，若 太小，则会影响消除系统稳态误差的速度。 积分分离PID算法如下 * * * 抗积分饱和： 若系统长时间出现大的误差，则控制量可能进入积分饱和区。什么是积分饱和区？ 假设调节阀（执行机构）的两个极限位置为全开和全关。若全开需要电压V开，全关需要电压为零。若控制量u(k)大于V开，由于调节阀的开度不能继续增加，u(k)不断增加而偏差不变，一直到DA的最大输出量Vmax，从而引起系统控制品质的变差。当反向时，在Vmax→V开段，调节阀开度不变，如同失控一样，必然引起系统超调的增加。这种现象称为积分饱和。 * * 解决办法1：可对控制量限幅 如果调节阀开度是双向的： 如果调节阀开度是单向的： * * 解决办法2：过限削弱积分PID算法。计算u(k)时，考察u(k-1)是否进入饱和区， 。 计算流程图： * * 消除积分不灵敏区： 积分项为 ，若e(k)、T很小，Ti很大时，则 很小。 在数字控制系统中，DA输出的 只能是正整数码值。若 ，则DA输出为 ，说明积分作用不变。称为积分不灵敏区。 积分不灵敏是由于A/D和D/A的精度过低引起的。例如8位的A/D，所能表示的最大十进数（码值）为28－1＝255。若有温度控制系统，温度的量程为0～1275度，相应的码值为0~255，每一位码值对应的温度为(1275－0)/(255－0)=5度，在计算机中，用码值来代替物理量值或电压值。采集、输出均如此。注意码值是整数。 * * 若实际的 ，则计算机D/A的输出为零。若 ，则误差应为 码值 误差的码值为9，对应于温度值为9*5=45度。事实上，0～50度的温度间隔计算机是无法识别的。系统有可能产生50度的稳态误差而无法消除。 * 西安交通大学电信学院自动化系 * 解决办法： 1、增加A/D和D/A的位数，提高精度。若将A/D的位数有8位提高为12位。满量程码值位212－1＝4059，每一位码值表示的温度为(1275-0)/(4059-0)=0.3114度。当误差的码值为9时，对应的温度值为9×0.3114＝2.8度。系统至多可能产生3.114度的稳态误差而无法消除。 2、当 小于输出精度 时，不把它当作零输出，而是把他们累加起来。 ，直到s大于 时才输出。 * * 程序框图如下： * * 变速积分PID算法： 系统对积分项的要求：系统偏差大时积分作用减弱甚至没有，而在小偏差时应加强之。否则，Ki取大了会产生超调，或积分饱和，取小了又不能快速消除静态误差。 变速积分PID算法的基本思路：设法改变积分项的累加速度，偏差越大，积分累加速度越慢，反之越快。 变速积分PID算法的基本方法：设置一系数f[e(k)]，当e(k)增大时，f减小，反之增大。 * * 变速积分PID算法的积分项为 f[e(k)]在0~1范围内取值。当偏差很大时，f=0，即不对当前e(k)值进行累加。 当偏差很小时，取f=1，与标准的PID算法相同，积分累加达到最高速度。 当偏差在最大值和最小值之间时，对当前e(k)的累加在0~